铣削（加工）

铣削是使用旋转刀具通过将刀具推进工件来去除材料的加工过程。这可以通过在一个或多个轴上改变方向、刀盘速度和压力来完成。铣削涵盖各种不同的操作和机器，从小型单个零件到大型重型组合铣削操作。它是加工定制零件以达到精确公差的最常用工艺之一。

铣削可以用各种机床来完成。用于铣削的原始机床类别是铣床（通常称为铣床）。在 1960 年代计算机数控 (CNC) 出现后，铣床演变为加工中心：铣床增加了自动换刀装置、刀库或转盘、CNC 能力、冷却系统和外壳。铣削中心一般分为立式加工中心（VMC）或卧式加工中心（HMC）。

铣削与车削环境的整合，反之亦然，始于车床的动力刀具和偶尔使用铣床进行车削操作。这催生了一种新型机床，即多任务机床 (MTM)，它们是专门为在同一工作范围内促进铣削和车削而设计的。

铣削是一种使用铣刀从工件表面去除材料的切削过程。铣刀是一种旋转刀具，通常具有多个切削点。与刀具沿其旋转轴线前进的钻孔相反，铣削中的刀具通常垂直于其轴线移动，因此切削发生在刀具的圆周上。当铣刀进入工件时，刀具的切削刃（槽或齿）反复切入和退出材料，每次走刀都会从工件上刮下切屑（切屑）。切削作用为剪切变形；材料以小块的形式从工件上推下，这些小块或多或少地（取决于材料）形成碎片。

铣削过程通过执行许多单独的小切口来去除材料。这是通过使用多齿刀具、高速旋转刀具或缓慢推进材料通过刀具来实现的；最常见的是这三种方法的某种组合。所使用的速度和进给量是变化的，以适应变量的组合。工件前进通过刀具的速度称为进给速度，或简称进给；尽管有时也使用每转距离或每刀齿的距离，但它通常以每时间的距离（英寸每分钟 [in/min 或 ipm] 或毫米每分钟 [mm/min]）来衡量。

铣削工艺有两大类：

• 在面铣中，切削作用主要发生在铣刀的端角处。面铣用于在工件上切削平面（面），或切削平底型腔。
• 在周边铣削中，切削作用主要沿刀具的圆周发生，因此铣削表面的横截面最终会接受刀具的形状。在这种情况下，刀具的刀片可以看作是从工件中舀出材料。周边铣削非常适合切削深槽、螺纹和齿轮齿。

在铣削过程中使用了许多不同类型的切削工具。诸如立铣刀之类的铣刀可以在其整个端面上具有切削面，因此它们可以钻入工件中（切入）。铣刀也可以在其侧面具有扩展的切削表面，以允许进行周边铣削。针对面铣优化的刀具往往在其端角处只有小刀具。

铣刀的切削面一般采用硬质耐温材料制成，磨损较慢。低成本刀具可能具有由高速钢制成的表面。更昂贵但磨损更慢的材料包括硬​​质合金。可以施加薄膜涂层以减少摩擦或进一步增加硬度。

铣床或加工中心通常使用切削工具来执行铣削操作（有时也用于其他机床）。它们通过它们在机器内的运动（例如，球头铣刀）或直接从刀具的形状（例如，诸如滚齿刀之类的成型工具）去除材料。

当材料通过铣床的切割区域时，刀具的刀片会定期带走材料的切屑。因此，由刀具侧面切割的表面（如在周边铣削中）总是包含规则的脊。脊之间的距离和脊的高度取决于进给率、切削表面的数量、刀具直径。使用窄刀具和快速进给速率，这些旋转脊可以显着改变表面光洁度。

面铣工艺原则上可以产生非常平坦的表面。然而，在实践中，随着刀具端面上点的运动，结果总是显示出可见的次摆线标记。这些旋转标记赋予端面铣削表面的特征光洁度。根据刀具端面的平面度和刀具旋转轴与进给方向的垂直度等因素，回转痕迹可能具有显着的粗糙度。通常，在去除大部分材料后，使用慢进给速率的最后一道工序来改善表面光洁度。在精密的面铣操作中，由于切削刃的缺陷，旋转痕迹只会是微小的划痕。

组合铣削是指在水平铣削设置中使用安装在同一心轴（即组合）上的两个或多个铣刀。所有切割器可以执行相同类型的操作，或者每个切割器可以执行不同类型的操作。例如，如果多个工件需要一个槽、一个平面和一个角槽，那么（在非 CNC 环境中）切割这些的一个好方法是群铣。所有完成的工件都​​是相同的，并且每件的铣削时间将最小化。

在 CNC 时代之前，排铣尤其重要，因为对于重复零件的生产，它比手动铣削一个操作中的一个特征，然后更换机器（或更改同一台机器的设置）来切割下一个操作，xxx提高了效率。今天，具有自动换刀和 4 轴或 5 轴控制的 CNC 铣床在很大程度上避免了群铣实践。

铣削是使用各种形式的铣刀进行的，这些铣刀保持在夹头或类似物中，而夹头或类似物又保持在铣床的主轴中。

铣床方向是铣床的主要分类。两种基本配置是垂直和水平 - 指的是安装刀具的旋转主轴的方向。但是，根据控制方法、大小、用途和电源，还有其他分类。

在立式铣床上，主轴轴线是垂直定向的。铣刀固定在主轴中并绕其轴线旋转。主轴通常可以降低（或者工作台可以升高，从而产生使刀具更接近或更深地进入工作的相同相对效果），允许切入和钻孔。立式磨机有两个子类别：床磨机和转塔磨机。

• 转塔式铣床有一个固定的主轴，工作台垂直和平行于主轴轴线移动以完成切削。一些转塔铣刀有一个套筒，它允许铣刀（或钻头）以类似于钻床的方式升高和降低。这提供了两种在垂直 (Z) 方向上切割的方法：通过升高或降低套筒轴，以及通过移动膝盖。
• 然而，在床身铣床上，工作台仅垂直于主轴的轴线移动，而主轴本身则平行于其自身的轴线移动。

一些人通常认为转塔式铣床在这两种设计中更加通用。

还有第三种类型，一种更轻、更通用的机器，称为铣钻。钻磨机是立式磨机的近亲，在轻工业中颇受欢迎；和爱好者。铣钻的基本配置类似于非常重的钻床，但配备了 XY 工作台和更大的立柱。它们通常还使用比同等尺寸的钻床更强大的电机，大多数是多速皮带驱动的，某些型号具有齿轮头或电子速度控制。它们通常具有相当重型的主轴轴承，以处理由铣削操作产生的主轴上的横向负载。铣钻通常还可以升高和降低包括电机在内的整个头部，通常位于燕尾式（有时带有齿条和小齿轮的圆形）垂直柱上。铣钻还有一个大套筒，通常在铣削操作期间锁定并释放以促进钻孔功能。将铣钻与钻床分开的其他差异可能是 Z 轴的微调调整、更精确的深度限位、锁定 X、Y 或 Z 轴的能力，以及通常倾斜头部的系统或整个垂直柱和动力头组件，以允许斜切钻孔。除了尺寸之外，这些更轻的机器和更大的立式铣床之间的主要区别在于 XY 工作台处于固定高度；Z 轴通过将头部或套筒向下移向 X、Y 工作台来控制。铣钻通常在套筒轴上安装一个内部锥度，以采用与立式铣刀类似的筒夹夹头、面铣刀或 Jacobs 夹头。

卧式铣床具有相同的种类，但刀具安装在工作台对面的水平主轴上（参见刀杆铣削）。许多卧式铣床还具有内置转台，可以进行各种角度的铣削。此功能称为通用表。虽然立铣刀和其他类型的立铣刀可用于卧式铣刀，但它们的真正优势在于安装在心轴上的刀具，称为侧铣刀和面铣刀，它们的横截面很像圆锯，但通常直径更宽更小。由于刀具具有良好的心轴支撑，并且具有比立铣刀更大的横截面积，因此可以进行相当重的切削，从而实现快速的材料去除率。这些用于铣槽和槽。平面铣刀用于塑造平面。可以将多个刀具组合在心轴上以铣削复杂形状的槽和平面。特殊刀具还可以切割凹槽、斜面、半径或任何所需的截面。这些专业刀具往往很昂贵。单工铣床有一个主轴，双工铣床有两个。在卧式铣床上切割齿轮也更容易。一些卧式铣床在工作台上配备了动力输出装置。这允许工作台进给与旋转夹具同步，从而能够铣削准双曲面齿轮等螺旋特征。在卧式铣床上切割齿轮也更容易。一些卧式铣床在工作台上配备了动力输出装置。这允许工作台进给与旋转夹具同步，从而能够铣削准双曲面齿轮等螺旋特征。在卧式铣床上切割齿轮也更容易。一些卧式铣床在工作台上配备了动力输出装置。这允许工作台进给与旋转夹具同步，从而能够铣削准双曲面齿轮等螺旋特征。

是一种具有水平主轴或垂直主轴的铣床。后者有时位于双轴转塔上，使主轴可以根据需要指向任何方向。这两种选择可以独立驱动，也可以通过齿轮传动从一台电机驱动。在任何一种情况下，由于工作通常放置在同一位置以进行任何类型的操作，因此不使用方法的机制被移开。在较小的机器中，“备件”可能会被抬起，而较大的机器提供了一个系统来收回那些不使用的零件。

铣床设计中垂直和水平主轴方向的选择通常取决于工件的形状和尺寸以及需要加工的工件边数。主轴的轴向运动垂直于一个平面的工作，以立铣刀为刀具，适合立式铣床，操作员可以站在机器前，俯视并轻松进行切削操作它。因此，立式铣刀最适用于冲孔工作（将模具加工成一块金属）。更重和更长的工件适合放置在卧式铣床的工作台上。

在数控之前，卧式铣床首先进化，因为它们是通过将铣床放在类似车床的主轴箱下进化而来的。立式磨机在随后的几十年中出现，并且以附加头形式的附件将卧式磨机更改为立式磨机（后来反之亦然）已被普遍使用。即使在 CNC 时代，需要多面加工的重型工件也适用于卧式加工中心，而模具加工则适用于立式加工中心。

除了水平与垂直之外，其他区别也很重要：

• 床身铣床指的是任何铣床，其主轴位于悬挂件上，该悬挂件上下移动以将刀具移动到工作中，而工作台则位于地板上的坚固底座上。这些通常比膝磨机更坚固。龙门铣床可包含在此床身铣床类别中。
• 箱式铣床或立式铣床 非常基本的业余爱好者台式铣床，其特点是头部在立柱或箱式导轨上上下移动。
• C 型机架轧机 这些是较大的工业生产轧机。它们具有膝部和固定主轴头，只能垂直移动。它们通常比转塔磨机强大得多，具有用于向各个方向提供整体液压动力的单独液压马达，以及 20 到 50 马力的马达。齿隙消除器几乎总是标准设备。他们使用大型 NMTB 40 或 50 工具。C 型框架铣床的工作台通常为 18 x 68 或更大，以允许同时加工多个零件。
• 落地铣床 这些有一排旋转工作台和一个安装在一组平行于工作台行的轨道上的水平悬垂主轴。这些铣床主要已转换为 CNC，但仍然可以在手动控制下找到一些（如果甚至可以找到可用的二手机器）。主轴托架移动到每个单独的工作台，执行加工操作，然后移动到下一个工作台，而前一个工作台正在为下一个操作设置。与其他磨机不同，落地式磨机具有可移动的地板单元。起重机将大型旋转工作台、XY 工作台等放置到位以进行加工，从而实现大型复杂的定制铣削操作。
• 龙门铣 铣头骑在位于工作台两侧的两条导轨（通常是钢轴）上。由于其设计，与机器行程尺寸相比，它的占地面积通常非常小。不利的一面是，它们通常不像 C 型框架铣刀那样刚性。
• 卧式镗床 大型、精确的床身卧式铣床，融合了各种机床的许多功能。它们主要用于制造大型制造夹具，或修改大型高精度零件。它们的主轴行程为几英尺（通常在 4 到 6 英尺之间），并且许多都配备了尾座，以执行非常长的钻孔操作，而不会随着钻孔深度的增加而损失精度。典型的床有 X 轴和 Y 轴行程，在三到四平方英尺之间，有转台或没有桌子的更大的矩形。吊坠通常提供四到八英尺的垂直运动。一些轧机有一个大的（30 个或更多）整体端面头。直角转台和垂直铣削附件可提供更大的灵活性。
• Jigborer 立式铣刀，用于钻孔和非常轻的槽铣或面铣。它们通常是具有长主轴行程的床磨机。床更准确，手轮刻度降至 0.0001，以实现精确的孔放置。
• 膝式铣床或膝式立柱式铣床是指任何铣床，其 xy 工作台在垂直可调节的膝上上下滑动。这包括布里奇波特。
• 刨床式铣床（Plano Milling）大型铣床的结构与刨床相同，但使用铣削主轴而不是刨头。这个术语越来越过时，因为刨床本身在很大程度上已成为过去。
• 滑枕式磨机 这可以指具有安装在滑动滑枕上的切割头的任何磨机。主轴可以垂直或水平定向。在实践中，大多数带有柱塞的轧机还涉及旋转能力，无论它是否称为转塔安装。Bridgeport 配置可归类为垂直头柱塞式磨机。在 20 世纪的大部分时间里，范诺曼专门从事柱塞式磨机。由于 CNC 机床的广泛传播，柱塞式铣床仍然采用 Bridgeport 配置（手动或 CNC 控制），但不太常见的变体（例如由 Van Norman、Index 和其他人制造）已经消失，他们的工作现在由 Bridgeport 形式的轧机或加工中心完成。
• 转塔式铣床通常称为桥口式铣床。主轴可以在许多不同的位置对齐，以实现非常通用的，即使是刚性稍差的机器。

铣床通常被机械师称为磨机。古老的术语 miller 在 19 世纪和 20 世纪初普遍使用。

自 1960 年代以来，铣床和加工中心这两个术语出现了重叠的用法。NC/CNC 加工中心是从铣床演变而来的，这就是为什么该术语逐渐演变并具有相当大的重叠仍然存在的原因。区别在于，加工中心是一种具有前 CNC 铣床从未有过的功能的铣床，尤其是包括刀库（转盘）的自动换刀装置（ATC），有时还包括自动托盘更换装置（ APC)。在典型用法中，所有加工中心都是铣床，但并非所有铣床都是加工中心；只有带有 ATC 的铣床才是加工中心。

大多数数控铣床（也称为加工中心）是计算机控制的立式铣床，能够沿 Z 轴垂直移动主轴。这种额外的自由度允许它们用于冲孔、雕刻应用和 2.5D 表面，例如浮雕。当与锥形刀具或球头铣刀结合使用时，它还可以显着提高铣削精度而不影响速度，为大多数平面手工雕刻工作提供了一种经济高效的替代方案。

数控机床几乎可以以任何形式的手动机械存在，例如卧式铣床。最先进的数控铣床，多轴机床，除了三个正常轴 (XYZ) 之外，还增加了两个轴。卧式铣床也有一个 C 或 Q 轴，允许水平安装的工件旋转，基本上允许不对称和偏心车削。第五轴（B 轴）控制工具本身的倾斜度。当所有这些轴相互结合使用时，使用这些机器可以相对容易地制造极其复杂的几何形状，甚至是人体头部等有机几何形状。但是编程这种几何形状的技能超出了大多数操作员的能力。因此，5 轴铣床实际上总是使用 CAM 编程。

这种机器的操作系统是一个闭环系统，并根据反馈发挥作用。
这些机床是从基本的 NC（数控）机床发展而来的。数控机床的计算机化形式被称为数控机床。一组指令（称为程序）用于指导机器进行所需的操作。程序中使用的一些非常常用的代码是：

G00 – 快速移动
G01 – 刀具线性插补。
G21 – 以公制为单位的尺寸。
M03/M04 – 主轴启动（顺时针/逆时针）。
T01 M06 – 自动换刀到刀具 1
M30 – 程序结束。

还使用了各种其他代码。CNC 机床由称为程序员的单个操作员操作。该机器能够自动且经济地执行各种操作。

随着电脑和开源数控软件价格的下降，数控机床的入门价格直线下降。

机床（包括铣床）上使用的附件和刀具，统称为质量名词工装。CNC铣床使用的工具标准化程度很高，而手动铣床使用的工具标准化程度较低。为了简化 CNC 生产中的工具组织，许多公司使用工具管理解决方案。

用于特定应用的铣刀采用各种刀具配置。

CNC 铣床几乎总是使用 SK（或 ISO）、CAT、BT 或 HSK 刀具。SK 工具是欧洲最常见的工具，而 CAT 工具（有时称为 V 型法兰工具）是美国最古老且可能最常见的类型。CAT 工具是由伊利诺伊州皮奥里亚的 Caterpillar Inc. 发明的，目的是使其机器上使用的工具标准化。CAT 工具有一系列尺寸，指定为 CAT-30、CAT-40、CAT-50 等。该数字是指制造技术协会（前身为国家机床制造商协会 (NMTB)）工具的锥度尺寸.

对 CAT 工具的改进是 BT 工具，它看起来很相似，很容易与 CAT 工具混淆。与 CAT Tooling 一样，BT Tooling 有多种尺寸并使用相同的 NMTB 阀体锥度。然而，BT 刀具是关于主轴轴线对称的，而 CAT 刀具则不是。这使 BT 工具在高速下具有更高的稳定性和平衡性。这两个刀架之间的另一个细微差别是用于固定拉钉的螺纹。CAT 工具全是英制螺纹，BT 工具全是公制螺纹。请注意，这仅影响拉钉；它不会影响他们可以持有的工具。出售两种类型的工具以接受英制和公制尺寸的工具。

SK 和 HSK 工具，有时称为空心柄工具，在发明它的欧洲比在美国更常见。据称HSK工装在高速下比BT工装还要好。HSK 刀具的夹持机构放置在刀具的（空心）体内，随着主轴转速的增加，它会膨胀，随着主轴转速的增加，夹持刀具的力会更紧密。这种工具没有拉钉。

对于手动铣床，标准化程度较低，因为存在更多的先前竞争标准。更新和更大的手动机器通常使用 NMTB 工具。这种工具有点类似于 CAT 工具，但需要铣床内的拉杆。此外，NMTB 工具有许多变体，这使得互换性很麻烦。机器越旧，可能适用的标准就越多（例如，Morse、Jarno、Brown & Sharpe、Van Norman 和其他不太常见的特定于制造商的锥度）。然而，使用特别广泛的两个标准是 Morse #2 和 R8，它们的流行是由康涅狄格州布里奇波特的 Bridgeport Machines 建造的磨机的普及推动的。这些铣床在市场上占据主导地位了很长时间，以至于 Bridgeport 几乎是手动铣床的代名词。Bridgeport 在 1938 年至 1965 年间制造的大多数机器都使用莫氏锥度 #2，从大约 1965 年开始，大多数机器使用 R8 锥度。

• 乔木支撑
• 挡块

型腔铣削一直被认为是加工中应用最广泛的操作之一。它广泛用于航空航天和造船工业。在型腔铣削中，工件平面上任意闭合边界内的材料被去除到固定深度。通常平底立铣刀用于型腔铣削。首先进行粗加工以去除大部分材料，然后通过精加工立铣刀精加工凹槽。
大多数工业铣削操作都可以通过 2.5 轴 CNC 铣削来处理。这种类型的路径控制可以加工高达 80% 的所有机械零件。由于型腔铣削的重要性非常重要，因此有效的型腔加工方法可以减少加工时间和成本。
NC型腔铣削主要可以通过两条刀具路径进行，即。线性和非线性。

在这种方法中，工具移动是单向的。之字形和之字形刀具路径是线性刀具路径的示例。

在锯齿形铣削中，材料在前进和后退路径中均被去除。在这种情况下，切割是在主轴旋转的情况下进行的。这减少了加工时间，但增加了机器颤振和刀具磨损。

在 Z 字铣削中，刀具仅沿一个方向移动。每次切削后都必须提起和缩回刀具，因此加工时间会增加。但是，在锯齿形铣削的情况下，表面质量会更好。

在这种方法中，工具移动是多向的。非线性刀具路径的一个示例是轮廓平行刀具路径。

在这种方法中，所需的型腔边界用于导出刀具路径。在这种情况下，刀具始终与工件接触。因此避免了定位和收回工具所花费的空闲时间。对于大规模材料去除，轮廓平行的刀具路径被广泛使用，因为它可以在整个过程中与上切或下切方法一致地使用。三种不同的方法属于轮廓平行刀具路径生成的范畴。他们是：

• 成对相交方法：在成对相交方法中，口袋的边界逐步向内，偏移线段将在凹角处相交。为了获得所需的轮廓，这些交叉点将被修剪掉。另一方面，在凸角的情况下，偏移段被延伸并由此连接以形成轮廓。这些操作即。反复进行偏移、修整和延伸，以用足够的轮廓层覆盖整个加工体积。
• Voronoi图方法：在voronoi图方法中，对口袋边界进行分段，并为整个口袋边界构建voronoi图。这些 voronoi 图用于生成加工刀具路径。这种方法被认为是更有效和稳健的。此外，它避免了与传统偏移算法相关的拓扑问题。

在这种方法中，工具沿着逐渐演变的螺旋路径行进。螺旋从待加工型腔的中心开始，刀具逐渐向型腔边界移动。刀具路径的方向逐渐改变，刀具的局部加速和减速最小化。这减少了工具磨损。

• 之字形刀具路径
• Zig 刀具路径
• 轮廓平行刀具路径
• 曲线刀具路径

铣床是从旋转锉的实践演变而来的——也就是说，在车床的主轴箱上运行带有锉齿的圆形刀具。旋转锉，后来，真正的铣削被开发出来，以减少手工锉花费的时间和精力。铣床开发的完整故事可能永远不会被人所知，因为早期的开发发生在个别商店中，很少有记录留给后代。然而，大致的轮廓是已知的，总结如下。从技术史的角度来看，很明显，用术语铣削来命名这种新型机械加工是该词的早期含义的延伸，即通过某种方式（切削、磨削、粉碎等）。
旋转锉早于铣削。Jacques de Vaucanson 大约 1760 年制作的旋转锉是众所周知的。

1783 年，Samuel Rehe 发明了一台真正的铣床。1795 年，Eli Terry 在康涅狄格州普利茅斯开始使用铣床生产高壳钟。通过使用他的铣床，特里是xxx个在钟表行业完成可互换零件的人。铣削木制零件在可互换零件方面很有效，但在高产量方面效率低下。铣削木制毛坯会导致零件产量低，因为机器单刀片会在刀具撞击木材中的平行纹理时导致齿轮齿的损失。特里后来在 1807 年发明了一种主轴切割机来批量生产零件。其他康涅狄格州钟表制造商，如沃特伯里的詹姆斯哈里森、利奇菲尔德的托马斯巴恩斯和布里斯托尔的吉迪恩罗伯茨，也使用铣床生产他们的钟表。

很明显，铣床作为一种独特的机床类别（与运行旋转锉刀的车床不同）首次出现在 1814 年至 1818 年之间。真正铣床的最早开发中心是美国的两个联邦军械库（斯普林菲尔德和哈珀斯费里）以及与他们共享熟练工人营业额的各种私人军械库和内部承包商。
1912 年至 1916 年间，受人尊敬的机床历史学家之父 Joseph W. Roe 认为 Eli Whitney（上述私人武器制造商之一）制造了xxx台真正的铣床。到 1918 年，他认为这可能是有史以来xxx台铣床——当然是现存最古老的 […]。然而，后来的学者，包括罗伯特·S·伍德伯里和其他人，对罗伊的早期历史版本进行了改进，并提出同样多的功劳——事实上，可能更多——属于其他各种发明家，包括米德尔敦的罗伯特·约翰逊，康涅狄格州；哈珀斯费里军械库的约翰·H·霍尔船长；位于米德尔敦 Staddle Hill 工厂的 Simeon North；斯普林菲尔德军械库的罗斯威尔·李；和托马斯布兰查德。

Peter Baida 引用了 Edward A. Battison 的文章 Eli Whitney and the Milling Machine，该文章于 1966 年发表在史密森尼历史杂志上，举例说明了 1950 年代和1960 年代。他引用 Battison 的结论，即没有证据表明 Whitney 开发或使用了真正的铣床。白达说，所谓的 1818 年惠特尼机器似乎实际上是在 1825 年惠特尼去世后制造的。白达引用巴蒂森的建议，即xxx台真正的铣床不是惠特尼制造的，而是由美国的罗伯特约翰逊制造的。米德尔敦。

19 世纪后期是机床历史上的关键时期，因为 1814 年至 1818 年期间也是几位当代先驱（福克斯、默里和罗伯茨）开发刨床的时期，并且与铣床，由于各种原因（部分原因是专有保密，也仅仅是因为没有人为后代记录下来），在各个商店进行的工作没有记录在案。

James Nasmyth 在 1829 年至 1831 年间制造了一台非常先进的铣床。它被用于铣削安装在六向分度夹具中的六角螺母的六个侧面。

1830 年代在 Gay & Silver（又名 Gay, Silver, & Co）的商店中建造和使用的铣床具有影响力，因为它采用了比早期机器更好的垂直定位方法。例如，惠特尼的机器（罗认为最早的机器）和其他人没有为膝盖的垂直行程做准备。显然，这背后的工作流程假设是机器会为某个零件设计设置垫片、虎钳等，并且后续零件不需要垂直调整（或最多只需要垫片）。这表明早期对铣床的思考是作为生产而不是作为工具房机器。

在这些早期，铣削通常被视为仅是粗加工操作，然后是用手锉进行精加工。减少手工归档的想法比替换它更重要。

这个时代铣床开发的一些关键人物包括 Frederick W. Howe、Francis A. Pratt、Elisha K. Root 等。（同一时代的这些人也忙于开发最先进的转塔车床。Howe 在 1840 年代在 Gay & Silver 的经历使他熟悉了这两种机床的早期版本。他的机床设计是后来建造的在 Robbins & Lawrence、Providence Tool Company 和 Brown & Sharpe。）在这个时代出现的最成功的铣床设计是林肯铣床，它不是特定品牌和型号的机床，而是真正的工具系列几十年来，由不同的公司在一个共同的配置上建造。它的名字来自xxx家投放市场的公司 George S. Lincoln &。

在这个时代，铣床设计一直存在盲点，因为各种设计人员未能开发出一种真正简单有效的方法来提供所有三个原型铣削轴（X、Y 和 Z）的滑动行程过去已知，纵向、横向和垂直）。垂直定位的想法要么不存在，要么不发达。林肯铣床的主轴可以升降，但其定位背后的最初想法是设置到位然后运行，而不是在运行时频繁移动。就像转塔车床一样，它是一台重复生产的机器，每个熟练的设置都伴随着大量相当低技能的操作。

1861 年，Frederick W. Howe 在普罗维登斯工具公司工作时，向 Brown & Sharpe 的 Joseph R. Brown 寻求解决铣削螺旋问题的方法，例如麻花钻的凹槽。这些通常是当时手工提交的。（螺旋刨床存在，但并不常见。）布朗设计了一台xxx铣床，从 1862 年 3 月首次销售开始，就大获成功。它比过去更优雅地解决了 3 轴行程（即我们现在称为 XYZ 的轴）的问题，并且它允许使用与工作台进给协调进给的分度头铣削螺旋. 通用术语之所以适用于它，是因为它可以用于任何类型的工作，包括工具室工作，并且不像以前的设计那样在应用上受到限制。

布朗还开发并获得专利（1864 年）成形铣刀的设计，其中齿的连续锐化不会干扰形状的几何形状。

1860 年代的进步打开了闸门，并迎来了现代制粉实践。